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竹内謙善 (タケウチ　ケンゼン)

    　　　　
    創造工学部　創造工学科　創発科学研究科　創発科学専攻　
  • 准教授
Last Updated :2026/06/24

研究者情報

学位

  • 学士（工学）（1997年03月 豊橋技術科学大学）
  • 修士（工学）（1999年03月 豊橋技術科学大学）
  • 博士（工学）（2002年03月 豊橋技術科学大学）

科研費研究者番号

  • 90911686

J-Global ID

研究キーワード

  • 超弾性体   位相最適化   構造最適化   形状最適化   有限要素法   

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 設計工学
  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 材料力学、機械材料

経歴

  • 2021年04月 - 現在  香川大学創造工学部講師

学歴

  • 1999年04月 - 2002年03月   豊橋技術科学大学   大学院工学研究科   博士後期課程 機械・構造システム工学専攻
  • 1997年04月 - 1999年03月   豊橋技術科学大学   大学院工学研究科   修士課程 機械システム工学専攻
  • 1995年04月 - 1997年03月   豊橋技術科学大学   工学部   機械システム工学課程
  • 1990年04月 - 1995年03月   高松工業高等専門学校   機械工学科

所属学協会

  • 日本応用数理学会   自動車技術会   日本側弯症学会   日本機械学会   

研究活動情報

論文

  • 入学当初の演習クラスにおいて挙手と発言の絶えない運営の実践と他教員への展開―オンライン授業と対面授業での事例から―
    山中隆史; 勝又暢久; 北村尊義; 竹内謙善; 李セロン
    初年次教育学会誌 16 1 72 - 80 初年次教育学会 2024年03月 [査読有り]
  • Mai NONOGAWA; Kenzen TAKEUCHI; Hidenaga TAKAHASHI; Hideyuki AZEGAMI
    Mechanical Engineering Journal 10 5 1 - 17 2023年09月 [査読有り]
  • AZEGAMI Hideyuki; ONO Shinjiro; TAKEUCHI Kenzen; KIKUCHI Takahiro; MICHIWAKI Yukihiro; HANYU Keigo; KAMIYA Tetsu
    Journal of Biomechanical Science and Engineering 17 1 21-00254 - 21-00254 2022年
  • Mai Nonogawa; Seigo Nakaya; Masashi Isobe; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    MECHANICAL ENGINEERING JOURNAL 8 5 2021年
  • Mai Nonogawa; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION 62 3 1535 - 1546 2020年09月
  • Hideyuki Azegami; Satoshi Kaizu; Kenzen Takeuchi
    JSIAM Lett. 3 1 - 4 2011年
  • Hideyuki Azegami; Kenzen Takeuchi
    INTERNATIONAL JOURNAL OF COMPUTATIONAL METHODS 3 1 21 - 33 2006年03月
  • Buckling and bone modeling as factors in the development of idiopathic scoliosis.
    Manabu Goto; Noriaki Kawakami; Hideyuki Azegami; Yukihiro Matsuyama; Kenzen Takeuchi; Ryu Sasaoka
    Spine 28 4 364 - 70 2003年02月
  • 脊柱特発性側彎症の成因に関する力学模型実験 精密な脊柱力学模型を用いた検討
    笹岡 竜; 竹内 謙善; 畔上 秀幸; 村地 俊二; 鬼頭 純三; 石田 義人; 川上 紀明; 牧野 光倫; 松山 幸弘; 後藤 学; 稲生 秀文; 吉原 永武
    脊柱変形 17 1 18 - 22 日本側彎症学会 2002年12月
  • 脊柱特発性側彎症の成因に関する計算力学的研究 : 重力に抗する骨構築に起因した座屈説
    竹内 謙善; 笹岡 竜; 畔上 秀幸; 村地 俊二; 鬼頭 純三; 石田 義人; 川上 紀明; 牧野 光倫
    日本計算工学会論文集 = Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science 4 153 - 160 日本計算工学会 2002年05月
  • 特発性側彎症の成因に関する数値シミュレーション : 多様なモードの成因
    竹内 謙善; 畔上 秀幸; 笹岡 竜; 村地 俊二; 鬼頭 純三; 石田 義人; 川上 紀明; 後藤 学; 牧野 光倫; 松山 幸弘
    脊柱変形 : 日本側彎症研究会会誌 = Spinal deformity : the journal of Japanese Scoliosis Society 16 1 11 - 16 2001年12月
  • 階層型領域分割法と力法を用いた大規模並列形状最適化
    吉村 忍; 大塩 典彦; 河合 浩志; 畔上 秀幸; 竹内 謙善
    シミュレーション 20 4 296 - 302 日鉄技術情報センタ- 2001年12月
  • Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami; Shunji Murachi; Junzoh Kitoh; Yoshito Ishida; Noriaki Kawakami; Mitsunori Makino; Hiroshi Wada
    JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing 44 4 1059 - 1064 2001年12月
  • 特発性側彎症に対する感度解析 : 構造最適化理論の応用
    竹内 謙善; 畔上 秀幸; 村地 俊二; 鬼頭 純三; 石田 義人; 川上 紀明; 牧野 光倫
    脊柱変形 : 日本側彎症研究会会誌 = Spinal deformity : the journal of Japanese Scoliosis Society 15 1 24 - 27 2000年12月
  • 特発性側彎症の成因に関する数値シミュレーション-数値モデルの精密化-
    竹内謙善
    脊柱変形 14 25 - 28 1999年

書籍

  • 大学生からはじめるロジカルシンキング
    勝又暢久; 竹内謙善; 山中隆史 (担当:共著範囲:)学術図書出版社 2024年03月 ISBN: 9784780612585 50
  • 応用数理ハンドブック
    薩摩順吉; 大石進一; 杉原正顯 (担当:分担執筆範囲:530～531頁)朝倉書店 2013年

講演・口頭発表等

  • 材料定数同定問題における多様な解の獲得  [通常講演]
    福原 颯; 平手 利昌; 竹内 謙善
    日本応用数理学会研究部会連合発表会 2024年03月 口頭発表（一般） 長岡技術科学大学 日本応用数理学会
  • 固有振動数に基づく材料定数同定問題の一解法（ハイブリッド法の提案）  [通常講演]
    福原 颯; 都築 凜成; 平手 利昌; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    日本機械学会設計工学・システム部門講演会 2023年09月 口頭発表（一般） 金沢商工会議所会館 日本機械学会
  • モータステータ鉄心を対象とした材料定数同定合わせこみに関する一考察（ハイブリッド法の適用可否を検証）  [通常講演]
    平手 利昌; 川瀬 弘明; 福原 颯; 都築 凜成; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    日本機械学会設計工学・システム部門講演会 2023年09月 口頭発表（一般） 金沢商工会議所会館 日本機械学会
  • Proposal of Identification Method for Material Constants of Industrial Equipment based on Hybrid of Surrogate Optimization and Adjoint Variable Method  [通常講演]
    So Fukuhara; Toshiaki Hirate; Kenzen Takeuchi; Masao Arakawa
    The 15th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-15) 2023年06月 口頭発表（一般） Cork, Ireland International Society for Structural and Multidisciplinary Optimisation
  • 二乗誤差最小化問題の解法に関する検討  [通常講演]
    竹内謙善; 石井太智; 福原颯
    日本応用数理学会２０２２年度年会講演予稿集 2022年09月
  • 固有振動数に基づく材料定数同定問題の解法  [通常講演]
    福原 颯; 平手 利昌; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    日本応用数理学会２０２２年度年会講演予稿集 2022年09月
  • 位相最適化手法に基づく製品設計の実践と課題  [通常講演]
    川上 吉平; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    日本応用数理学会２０２２年度年会講演予稿集 2022年09月
  • Identification Method for Material Constants of Industrial Equipment Based on the Adjoint Variable Method
    So Fukuhara; Toshiaki Hirate; Kenzen Takeuchi; Masao Arakawa
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2022
  • Experimental identification on natural frequency of Industrial Equipment using multi-objective optimization method  [通常講演]
    Toshiaki Hirate; So Fukuhara; Kenzen Takeuchi; Masao Arakawa
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2022
  • FreeFEM による超弾性体の有限変形解析と形状最適化への応用  [通常講演]
    畔上秀幸; 竹内謙善
    日本応用数理学会2021年度年会 2021年09月 口頭発表（一般）
  • ニット素材を対象とする超弾性構成則の提案  [通常講演]
    竹内謙善; 野々川舞; 高橋秀長; 畔上秀幸
    日本応用数理学会2021年度年会 2021年09月 口頭発表（一般）
  • 美的評価指標を考慮した位相最適化手法の提案  [通常講演]
    竹内謙善; 壺井丈二; 荒川雅生
    日本応用数理学会2021年度年会 2021年09月 口頭発表（一般）
  • 電動機固定鉄心の動的問題におけるサロゲート最適化を用いた実験同定
    平手 利昌; 川瀬 弘明; 難波 伸寛; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    設計工学・システム部門講演会講演論文集 2020年 一般社団法人 日本機械学会
     

    Dynamic FEM analysis is valid for designing rotating machinery to reduce its vibration problem when we may ensure enough accuracy of the analysis. Surrogate multiple objective optimization method is one of the most effective methods for structural identification improving the FEM analysis model of a structure to adjust the natural frequency analysis results to the experimental results. In this study the structural identification method is applied to coil mounted stator core of an induction motor to determine the Young's modulus of the principal components on the FE model minimizing the analysis errors of the natural frequencies of the 2-lobe and 3-lobe circular modes to the corresponding experimental results. The accurate FE model of the end-windings is obtained by this method.

  • 随伴変数法に基づく産業用電気機器の材料定数同定法の提案
    難波 伸寛; 平手 利昌; 荒川 雅生; 竹内 謙善
    設計工学・システム部門講演会講演論文集 2020年 一般社団法人 日本機械学会
     

    There are various methods for estimating the vibration characteristics. One of the reasons for this is the need to reduce noise and vibration in industrial electrical equipment from the viewpoint of environmental loading. We focus on transformers as one of the equipment. In transformers, coils and iron cores stretch by magnetostriction and generate noise on the boundaries of them. Precise estimation of the vibration characteristics of transformers using finite element method is important to reduce the noise. However, the specification of material constants of iron cores is very difficult because cores consist of laminated thin steel plates. The slippage between plates affects macroscopic material constants. In this paper, the Newton method based on the Adjoint variable method is applied to obtain the experimental values of eigenfrequencies, which are the characteristics of vibration. In addition, the identification of material constants is verified so that the error between the experimental and the measured values is zero.

  • 医用画像と解剖学的データに基づく嚥下運動における筋活動の同定
    畔上 秀幸; 小野 慎二郎; 竹内 謙善; 道脇 幸博; 菊地 貴博
    年次大会 2020年 一般社団法人 日本機械学会
     

    This paper presents a formulation to identify the muscle activities from shape variation of organs in a swallow motion. Using a tongue model consisting of hyper elastic body and multi-muscle fibers, we consider that the shape variation is realized by the compulsory displacement on the boundary, and that muscle activities are assumed as initial stresses generated in the directions of the muscle fibers. The identification problem of the muscle activities is formulated using the magnitudes of the initial stresses as the design variables and the L2 squared norm of the reaction force on the boundary by the compulsory displacement as the cost function of minimization. Solution of the problem is presented based on the scheme using the H1 gradient method for topology optimization problem of density type. A numerical example using a previously developed data is introduced to show the effectiveness of the present approach.

  • 産業用電動機を対象とした随伴変数法による材料定数同定法の提案
    難波 伸寛; 平手 利昌; 竹内 謙善; 荒川 雅生
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2020年 一般社団法人 日本機械学会
  • Identification of muscle activity in tongue’s motion considering distinguished muscle fibers  [通常講演]
    Shinjiro Ono; Hideyuki Azegami; Kenzen Takeuchi; Yukihiro Michiwaki; Takahiro Kikuchi
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2020年 口頭発表（一般）
  • Topology Optimization Method based on Mechanical and Artistic Evaluation Indices  [通常講演]
    Joji Tsuboi; Kenzen Takeuchi; Masao Arakawa
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2020年 口頭発表（一般）
  • Identification Method for Material Constants of Industrial Electric Equipment Based on the Adjoint Variable Method  [通常講演]
    Nobuhiro Namba; Toshiaki Hirate; Kenzen Takeuchi; Masao Arakawa
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2020年 口頭発表（一般）
  • Constitutive Law for Knitted Fabrics as a Hyperelastic Body and Its Parameter Identification  [通常講演]
    Kenzen Takeuchi; Mai Nonogawa; Hidenaga Takahashi; Hideyuki Azegami
    Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2020年 口頭発表（一般）
  • Optimum design of running shoes with desired deformation property  [通常講演]
    Mai Nonogawa; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    The 13th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization 2019年 口頭発表（一般）
  • Identification of muscle activity in tongue's motion through medical image data  [通常講演]
    Shinjiro Ono; Hideyuki Azegami; Kenzen Takeuchi; Yukihiro Michiwaki; Takahiro Kikuchi; Keigo Hanyuu; Testu Kamiya
    The 13th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization 2019年 口頭発表（一般）
  • 形状観察に基づく筋活動同定問題の定式化と解法
    畔上 秀幸; 栗本 涼太; 齋藤 元滋; 竹内 謙善; 道脇 幸博; 菊地 貴博; 羽生 圭吾; 神谷 哲
    最適化シンポジウム講演論文集 2018年 一般社団法人 日本機械学会
     

    This paper presents a formulation and solution of an identification problem of the muscle activities in an organ when a deformation of the organ was observed on boundary. This study is motivated by a medical interest of wishing to know the mechanism of swallow motion and cause of aspiration. In order to elucidate the mechanism, it is necessary to identify the contraction movement of the muscles. In this study, we assume that an organ consists of hyper elastic body, and the contraction movement is a finite deformation due to the generation of the anisotropic and inelastic strain. The strain is modeled as a function of a design variable which controls the contraction rate. Based on the assumption, we formulate a state determination problem of hyper elastic deformation by the compulsory displacement on the observed boundary using a given data. Using its solution, we define an objective function by the integral of the squared norm of the reaction force over the observed boundary, and construct an optimization problem seeking the design variable that minimize the objective function. Solution of the problem is presented as an iterative scheme using the H1 gradient method for topology optimization problem of density type. Numerical examples for a cubic and cylinder bodies demonstrste that the deformations are reproduced by the identified design variables.

  • Muscle activity identification based on shape observation  [通常講演]
    Hideyuki Azegami; Ryota Kurimoto; Genji Saito; Kenzen Takeuchi; Yukihiro Michiwaki; Takahiro Kikuchi; Keigo Hanyuu; Testu Kamiya
    The Asian Congress of Structural and Multidisciplinary 2018年 口頭発表（一般）
  • Shape Derivative Formula of Domain Integral Type  [通常講演]
    Hideyuki Azegami; Kenzen Takeuchi; Yusuke Naritomi
    The 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-11) 2015年 口頭発表（一般）
  • 領域積分型の形状微分公式
    畔上 秀幸; 竹内 謙善; 成富 佑輔
    最適化シンポジウム OPTIS 2014年 日本機械学会
  • 位相・形状最適化の後処理における CAD データの自動生成に関する研究  [通常講演]
    石坂尚也; 竹内謙善
    日本応用数理学会 2011年度年会 2011年 口頭発表（一般）
  • 121 他部品との干渉を考慮した形状最適化手法
    竹内 謙善
    最適化シンポジウム講演論文集 2010年 一般社団法人 日本機械学会
     
    This paper describes a shape optimization technique considering the interference with the other parts or tools. During the shape optimization of mechanical structures, some geometrical constraint conditions, namely, its manufacturing process, or interference with the other parts or tools must be considered. The author and the other researchers developed some shape restriction techniques based on the traction method in previous researches. However, the usability and the stability of them are sometimes insufficient for the consideration of interference in actual applications. In this research, a measurement of the part of the design domain overlapped with the interference domain is evaluated and defined as a constraint function. According to this definition, the consideration of interference can be rewritten to the constraint condition of that the constraint function is zero. This approach was implemented based on a general-purpose structural optimization software, and applied to some optimization problems. The validity of this approach was confirmed by numerical results.
  • 110 レベルセット法を用いた車体構造の最適化
    山本 崇史; 山田 崇恭; 西脇 眞二; 竹内 謙善; 石井 恵三
    最適化シンポジウム講演論文集 2010年 一般社団法人 日本機械学会
     
    In this paper we propose a new method to design a reinforcement for a given thin shell structure such as body structure of a vehicle by utilizing a structural optimization method based on the level set method. In this method the allowed design space is defined around the given structure and the optimal reinforcement is created utilizing the level set based optimization method. The proposed method can give a designer more useful information of topology and shape of the reinforcement than the conventional topology or shape structural optimization methods. We demonstrate the efficiency of the method by showing a result where the optimal reinforcement is found for a simple given structure made by thin shell.
  • 462 H^1勾配法に基づく位相最適化の振動問題への適用
    古屋 耕平; 竹内 謙善
    Dynamics & Design Conference 2008年 一般社団法人 日本機械学会
     
    Structural topology optimization has been applied to the various problems, and accepted into industrial as a useful tool. But, in some case, numerical instabilities such as checkerboard patterns appear. For the problem, smoothing method called H^1 gradient method has been proposed. In this paper, applying H^1 gradient method to maximizing eigenvalue problem, it is shown that the smooth topology can be obtained. And, showing difficulty of applying the topology optimization to vibration problem, the new approach to maximize eigenvalue considering static stiffness is proposed.
  • 接触する弾性体の形状最適化
    杉本 明信; 笹岡 竜; 竹内 謙善; 畔上 秀幸
    理論応用力学講演会 講演論文集 2007年 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」
     
    靴や装具など人体と接触する製品の設計においては接触応力を適切に制御することが望まれている．これまで，異なる材料を接合した弾性体に対して，外力を固定した下で，界面の形状を最適化することで指定した境界の変形を制御できることが示された．本研究では，外力が弾性接触によって与えられた場合を想定して，応力が均一化する界面の形状最適化問題を扱う．弾性変形には幾何学的非線形性を考慮した定式化を用い，接触はラグランジュ乗数法に基づく定式化を採用する．形状最適化法には境界の滑らかさを保持する力法を適用する．
  • 連続体の位相最適化問題に関する平滑化解法
    野々川 舞; 笹岡 竜; 竹内 謙善; 畔上 秀幸
    理論応用力学講演会 講演論文集 2007年 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」
     
    これまで連続体の位相最適化問題の解法では，均質化法あるいは密度法により密度と剛性が関連付けられた下で最適な密度分布を求める方法が使われてきた．その際，密度を有限要素ごとに離散化する方法ではチェッカーボード現象やメッシュ依存性などの数値的な不安定が現れることが知られてきた．一方，要素境界で密度が連続となるような方法を採用すると数値不安定現象が抑えられることも示されてきた．本研究では，さらに著者の一人が先に提案した平滑化勾配法の考え方を取り入れた方法を提案する．その方法によれば数学的な意味においても滑らかさの向上について議論できることを示す．
  • 3138 力法における多点拘束を用いた形状制約法(J03-3 解析・設計の高度化・最適化(3),J03 解析・設計の高度化・最適化)
    竹内 謙善; 月野 誠
    年次大会講演論文集 2007年 一般社団法人 日本機械学会
     
    In structural optimization, the shape of structure must be satisfied with some constraint conditions considering manufacturing process, mechanical symmetry and outward appearance. This paper describes a shape optimization technique for symmetrical structures using multipoint constraints based on traction method. Shape variation of traction method is obtained as a solution of a boundary value problem of linear elastic continuum loaded with traction in proportion to the shape gradient. In the shape variation analysis, multipoint constraints are introduced to keep the symmetry of the structure. This technique is applied to a simple optimization problem of circular cross section cantilever. The validity of this technique is confirmed by comparison between theoretical result and the numerical result. Furthermore, a numerical result of a shape optimization problem of a road wheel is shown as a practical application.
  • 力法に基づく構造・音響連成問題における音圧最小化  [通常講演]
    竹内謙善; 丸山新一
    自動車技術会2007年秋季大会学術講演会 2007年 口頭発表（一般）
  • Shape Optimization of Acoustic Musical Instruments  [通常講演]
    Kouhei Shintani; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    the third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics 2007年
  • An Implementation of H1 Gradient Method for Topology Optimization of Continua  [通常講演]
    Mai Nonogawa; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    the third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics 2007年 口頭発表（一般）
  • W09(1) 位相・形状最適化技術の実用化(設計最適化ソフトの最前線)
    竹内 謙善
    年次大会講演資料集 2006年 一般社団法人 日本機械学会
  • 固有振動数に基づく形状同定解析
    竹内謙善
    日本応用数理学会2006年度年会 2006年 口頭発表（一般）
  • 1903 熱応力最小化を目的とする熱弾性場の形状最適化手法(OS-19 構造の解析と最適化,OS-19 計算力学と最適化)
    月野 誠; 竹内 謙善; 片峯 英次
    計算力学講演会講演論文集 2005年 一般社団法人 日本機械学会
  • 力法における形状変動制限手法の開発
    竹内 謙善
    最適化シンポジウム講演論文集 2004年 一般社団法人 日本機械学会
     
    In this paper, a nonparametric boundary shape optimization technique based on traction method considering die drawing and draft angle is proposed. Shape variation in general traction method is obtained as a solution of a boundary value problem of linear elastic continuum loaded with traction in proportion to the shape gradient of objective functional or constraint functional. A penalty term, denotes a virtual work by draft angle variation of boundary surface, is introduced into the equation oi virtual work in the shape variation analysis. An example of shape optimization problems considering the die drawing was analyzed using the technique. Appropriate result shape is obtained without any remarkable additional cost such as memory area, calculation time and troublesome optimization data preparation.
  • A practical implementation of shape and topology optimization for structural design  [通常講演]
    Kenzen Takeuchi
    International Workshops on Advances in Computational Mechanics 2004年
  • A shape restriction technique on traction method with respect to die drawing  [通常講演]
    Kenzen Takeuchi
    The Third China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems 2004年 口頭発表（一般）
  • Smoothing Shape Optimization Method: Traction Method Using Robin Condition  [通常講演]
    Hideyuki Azegami; Kenzen Takeuchi
    WCCM VI in conjunction with APCOM'04 2004年
  • 領域分割法を用いた大規模形状最適化解析
    朝賀 泰男; 竹内 謙善; 畔上 秀幸; 吉村 忍
    計算工学講演会論文集 2002年05月
  • 115 形状・位相最適化解析の比較検討
    丸山 新一; 竹内 謙善; 畔上 秀幸
    最適化シンポジウム講演論文集 2002年 日本機械学会
     
    This paper presents numerical results of boundary shape and topology optimization problem for a three-dimensional arm design of linear elastic continuum with respect to minimization problem of volume under a mean compliance constraint. For boundary shape optimization, a program using a spring-loaded traction method was used. The spring-loaded traction method was proposed as an improvement of the traction method in convergence and a procedure for determining the velocity of the domain variation by solving a displacement of a pseudo-elastic body defined in the domain with distributed spring on boundary by the loading of a pseudo-external force in proportion to the negative value of the shape gradient. For topology optimization, a commercial program combining the topology optimization method based on the homogenization method and the basis vector method was employed. From the results of analyses for a three-dimensional arm design problem by the two kinds of optimization programs, it was demonstrated that there was the case that the only topology optimization obtained limited result.
  • Solution to Boundary Shape Optimization Problem of Linear Elastic Continua with Prescribed Natural Vibration Mode  [通常講演]
    Inzarulfaisham Abd Rahim; Taiki Aoyama; Kenzen Takeuchi; Hideyuki Azegami
    The Second China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems 2002年 口頭発表（一般）
  • 力法による形状最適化スキームにおける収束性の改善
    竹内 謙善; TAKEUCHI Kenzen; 畔上 秀幸; AZEGAMI Hideyuki
    日本機械学会2001年度年次大会講演論文集 2001年08月 日本機械学会
     
    This paper presents an improvement of the traction method that was proposed as a solution of shape optimization problems of domain boundaries in which boundary value problems of partial differential equations are defined. Using the theory of the gradient method in Hilbert space the principle of the traction method is presented. Based on the principle a new method is proposed by selecting another bounded coercive bilinear form from the previous method. The proposed method obtains domain variation with solution of a boundary value problem with the Robin condition using the shape gradient. With respect to a three-dimensional bar problem with notch that was not solved with the previous method the proposed method obtained smooth convergence.
  • 成長期における脊柱の安定性に関する一考察 : 特発性側彎症の成因を廻って
    畔上 秀幸; 竹内 謙善; 笹岡 竜; KODAMA Kazumi
    計算工学講演会論文集 2001年05月
  • ADVENTURE システムと力法を用いた大規模並列形状最適化
    吉村 忍; 大塩 典彦; 河合 浩志; 畔上 秀幸; 竹内 謙善
    計算工学講演会論文集 2001年05月
  • K-0208 力法による形状最適化スキームにおける収束性の改善(J02-2 解析法と設計)(J02 設計・解析と最適化・適応化)
    竹内 謙善; 畔上 秀幸
    年次大会講演論文集 2001年 一般社団法人 日本機械学会
     
    This paper presents an improvement of the traction method that was proposed as a solution of shape optimization problems of domain boundaries in which boundary value problems of partial differential equations are defined. Using the theory of the gradient method in Hilbert space the principle of the traction method is presented. Based on the principle a new method is proposed by selecting another bounded coercive bilinear form from the previous method. The proposed method obtains domain variation with solution of a boundary value problem with the Robin condition using the shape gradient. With respect to a three-dimensional bar problem with notch that was not solved with the previous method the proposed method obtained smooth convergence.
  • 脊柱特発性側彎症の治療法に関する検討 （座屈説に基く感度解析）
    竹内 謙善; TAKEUCHI Kenzen; 笹岡 竜; SASAOKA Ryu; 畔上 秀幸; AZEGAMI Hideyuki; 川上 紀明; Kawakami Noriaki
    日本機械学会2000年度年次大会講演論文集 2000年07月 日本機械学会
     
    In the previous work, the authors presented a hypothesis using numerical simulations with a finite element model of spine that thoracic idiopathic scoliosis is a buckling phenomenon of the fourth mode induced by growth of the thoracic vertebral bodies. In this study, a sensitivity function with respect to the maximization problem of the critical growth of thoracic vertebral bodies to the fourth bucking mode was derived based on the Lagrange multiplier method. Accepting the buckling pypothesis, the numerical result of the sensitivity function denotes that the high parts in sensitivity function indicate significant parts to prevent the occurrence of thoracic idiopathic scoliosis.
  • 504 PC クラスターを用いた並列形状最適化
    大塩 典彦; 吉村 忍; 河合 浩志; 畔上 秀幸; 竹内 謙善
    計算力学講演会講演論文集 2000年 一般社団法人 日本機械学会

MISC

産業財産権

  • 特許第3946699号:領域形状最適化方法    2007年07月18日
    畔上秀幸, 竹内謙善  公益財団法人名古屋産業科学研究所

受賞

  • 2015年09月 日本応用数理学会 論文賞 JSIAM-Letters 部門
     Regular solution to topology optimization problems of continua 
    受賞者: 畔上秀幸;海津聰;竹内謙善
  • 2006年03月 日本応用数理学会 若手優秀講演賞
     固有振動数に基づく形状同定解析
  • 2005年03月 日本機械学会 奨励賞（技術）
     構造最適設計ソフトウェアOPTISHAPE- TSの'力法'によるノンパラメトリック形状最適化モジュールの開発
  • 1995年03月 日本機械学会 畠山賞

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 多目的関数最適化による同期の「両立メカニズム」の解明とエネルギー論の構築
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2024年04月 -2028年03月 
    代表者 : 田中 久陽; 徳田 功; 長谷川 禎彦; 竹内 謙善
  • 言葉によるエンジニアリング
    日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 荒川 雅生; 平見 尚隆; 勝又 暢久; 竹内 謙善
     
    「言葉によるエンジニアリング」とは，製品開発設計時において，その成否はターゲットユーザを確定し，彼らがもつ潜在的な要求（Wants）を見出し，その情報をいかに正確に設計者に伝えるかにあると言う仮説の下に考えられた研究テーマである．Wantsはそもそも明文化されておらず，ターゲットユーザが確認しうる既存の製品を基に，主に言語によって表現されるものである．一方，設計者は基本的に定量的な評価を基に製品作りに臨むため，このギャップを埋める必要がある． ３つの方針のもとに研究を進めている．一つ目が性能とターゲットユーザの評価を同一平面で可視化をして，開発方針を決定する方向性を見出す試みである．製品例としてロボット掃除機を対象として，メキシコ人，日本人へのアンケートを実施した．最終年度ではその結果を受けて，開発方針を決定するための手法を確立していく予定である．２つ目が「言葉のトレードオフ」の課題である．ゴルフグローブのパッケージデザインを対象として６つの感性ワードを対象としてアンケートを行い，満足化トレードオフ法を利用して感性ワード間のトレードオフ関係を見出した．その結果，「かわいい」という感性ワードは他の５つのものとはトレードオフが存在すること，「かっこいい」「手に取りたい」を調べれば，他の３つのワードは相関性を見出すことができることが判明した．今後，３つの感性ワードに絞ってアンケートを行い，数量化理論I類でもとめた近似の性格性の問題，感性ワードが減ることでの被験者の負担の軽減と正確性が上がるかどうかの課題を明確にしていきたい．３つ目が色選定の課題である．数量化理論III類を用いたのちにK-Means法を用いると感性ワードに隣接する情報した得られないところ，重回帰分析を利用して感性ワードをすべて反映できる方法の提案を行った．今後，検証実験を基にその有効性を確認していく予定である．
  • 言葉によるエンジニアリング
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 
    代表者 : 荒川 雅生; 平見 尚隆; 勝又 暢久; 竹内 謙善
  • 位相縮約による「生きている」連続体振動のデザイン・最適化理論の開拓
    日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2018年04月 -2022年03月 
    代表者 : 田中 久陽; 関屋 大雄; 畔上 秀幸; 河村 洋史; 竹内 謙善
     
    ナノ/マイクロ電気機械系 (N/MEMS) において, 自励振動のもとで注入同期を利用する有効性が現在注目されている. しかし, このような対象には従来の振動工学によっては解決困難な問題が多く存在する.本研究は, これまでの研究成果をもとに, これらの問題を解決し, 任意の連続体振動をデザイン可能にする「位相縮約振動工学」の構築を目指している. 当該年度においてわれわれは, 自励振動系のシミュレーション環境を整備しつつ, 必要となる基礎理論の構築に成功した. その内容は, 次の3点である. (i)N/MEMSとしてカンチレバーの自励振動系においては実験主導の傾向があり, 計算機シミュレーションは必須であるにもかかわらず, その整備が遅れていた. われわれはAbaqusとDymolaのソフトを連成することにより, このシミュレーションを可能とすることに成功した. (ii)注入同期系の解析手法として, 位相縮約という一種の近似理論が有効である. しかしながら, その近似は従来, 摂動の1次のオーダーに留まっていた. これに対し, われわれはその近似精度を任意のオーダーに向上させる技法を構築し, その有効性を確認することに成功し, これを特許出願した. 現在, その結果を一流論文誌に投稿予定である. (iii)カンチレバーの自励振動系において, 現実的制約条件のもとで, その形状を最適化し, 同期能力を最大化することは実用のみならず学術的にも大きな価値が存在している. われわれは, この問題を研究分担者（畔上）の最適形状理論を発展させることにより, 解決可能にすることに成功した. この成果を(i)のシミュレーションと連動させることにより, 現実的問題に適用可能となる見通しが得られている.

担当経験のある科目

  • 基礎数学演習
  • ベクトル解析

社会貢献活動

  • 構造最適化技術の理論と実践
    期間 : 2022年09月16日 - 2022年09月16日
    役割 : 講師
    種別 : 講演会
    主催者・発行元 : 日本機械学会
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 中国四国支部特別講演会

その他のリンク

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